2014 년 9 월, 천문학 자들은 작은 은하계에서 1 년의 광보에서 희미한 빛을 보았습니다. 그것은 평범한 초신성처럼 보였습니다 - 폭발하고 지금은 빛이 튀어 나온 죽어가는 별입니다. 그러나 다음 1 월, 캘리포니아 주 골레타에있는 Las Cumbres Observatory의 학생 인턴 인 Zheng“Andrew”Wong은 빛이 다시 밝아지고 있음을 알았습니다.
그는이 이상한 턴어라운드를 그의 감독자에게 보여 주었을 때 천문학 자 Iair Arcavi는“그의 눈이 자랐다”고 회상했다. Arcavi는 곧 IPTF14HLS로 지정된 광원이 결국 초신성이 아니라 먼 은하에서 우연의 일치에 의해 겹쳐진 근처의 맥동 (또는“가변”) 스타가되어야한다고 확신했습니다. Arcavi는 정말 확신했다. 그는“내 차에 가변 스타 였다고 확신했을 것”이라고 말했다. 그럼에도 불구하고 그는 Wong이 화학 화장을 드러내기 위해 색상을 측정하여 IPTF14HLS의 스펙트럼을 취하는 데 도움을주었습니다. 그들의 놀랍게도, 스펙트럼은 가장 흔하고 잘 이해 된 종류의 폭발, 죽어 가고 거대한 별인 II 형 II-P Supernova의 스펙트럼이 나왔습니다. II 형 초신성이 폭발하면 약 100 일 동안 밝기가 상승한 고원 (“P”)이 끝날 때까지 감소합니다. 52 명의 협력자들과 함께 IPTF14HLS의 발견을 오늘 저널 Nature 에보고 한 Arcavi는“우리는 그런 초신성 쇠퇴를 보지 못했습니다. . "그때 우리는 우리가 매우 흥미로운 것을 가지고 있다는 것을 이해했을 때입니다."
그 순간부터 Las Cumbres의 글로벌 로봇 망원경 네트워크는 IPTF14HLS가 계속 밝아지고 어두워 질 때 지속적으로 모니터링했습니다. 과학자들은 초신성에 대해 또 다른 이상한 점을 발견했습니다. 폭발 물질의 측정 된 속도는 일반적으로 초신성의 느리게 더 깊어지면서 시간이 지남에 따라 감소하고 신비하게 높게 유지되었습니다. Arcavi는 2015 년 5 월 16 일에 IPTF14HLS에 대한 의견 로그에 입력 한 후“이것은 미친 SN입니다.” "너무 나빠서 곧 태양 뒤로 갈 것입니다."
그때 과학자들은 분명히 좋은 일이 될 것이라고 생각했습니다. 그러나 9 월이 돌아 왔을 때, IPTF14HLS가 태양 뒤에서 튀어 나왔을 때, 그 반짝임이있었습니다. 실제로, 빛은 이전보다 밝았습니다.
Las Cumbres Observatory Team을 포함하는 글로벌 초신성 프로젝트의 일원 인 이스라엘의 Weizmann Science Institute of Science의 천체 물리학자인 Yaron을 기록했습니다.
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Las Cumbres Group은 천문학 자들이 별 사망의 분류를 개발하기위한 광범위한 임무의 일환으로 3 년 동안 500 명의 초신성을 추적하는 것을 목표로하고있었습니다. 캘리포니아 대학교 (University of California) 산타 크루즈 (Santa Cruz)의 이론적 천체 물리학자인 스탠 우슬리 (Stan Woosley)는“목표는“죽을 때 다른 질량과 금속성 및 회전 속도의 모든 별이 무엇을하는지에 대한 일부 그림을 합성하는 것”이라고 말했다. 태양과 같은 정원의 다양한 별은 비교적 중요하게 존재하지 않는 대규모 별 (초신성으로가는 종류)은 우주의 엔진, 삶과 죽음의 문제를 휘젓고 가공하는 것입니다. 최소 8 명과 수백 개의 태양열 덩어리를 포장하는이 희귀 스타들의 폭발로 인해 금속 (천문학 자들은 수소와 헬륨보다 모든 요소를 더 무거운 요소라고 부르는 것)을 위조하고 주변 은하에 물질을 뿌려 다음, 더 많은 금속성 세대의 별을 낳습니다. 한편, 그들의 코어는 블랙홀, 초 고밀도 중성자 별, 마그네타로 알려진 자화 된 중성자 별 또는 펄서라고 불리는 회전 자석으로 붕괴 될 수 있지만 어떤 경로가 어떤 결과에 도착하고 다른 경로가 있습니까? 별의 운명의 전체 스펙트럼을 아는 것은 은하 진화를 이해하는 데 중요합니다. 그러나 Las Cumbres의 것과 같은 최근의 발견은 별이 누구나 아는 것보다 더 많은 방식으로 죽을 것을 제안합니다.
연구원들은 향후 2 년간 IPTF14HLS를 조용히 모니터링하면서 누군가가 발견 한 것에 대한 단서를 가질 수 있기를 희망하면서 몇몇 선택된 이론가들과 이상한 목격을 논의했습니다. 아이디어가 생겨났다. 초신성에서, 감마선 버스트 (Gamma Ray Bursts)라는 밝은 섬광을주는 마그네타의 탄생 또는 그 주위에 별이 빛나는 재료를 삼키는 새로 형성된 블랙홀 - 그러나 아무런 효과가 없었습니다. Las Cumbres Observatory의 천문학자인 산타 바바라 (Santa Barbara)의 캘리포니아 대학 (University of California)의 천문학자인 앤디 하웰 (Andy Howell)은“이론은 몇 가지 사항을 설명 할 수 있지만 문제가 있는데 다른 이론 이이 문제를 설명 할 수 있지만 문제가있다”고 말했다. "그들은 그것에 대해 망할 일을 모른다."
이론가들이 아는 것은 거대한 별이 일반적으로 코어가 핵연료가 부족할 때 초신성으로갑니다. 외부 방사선 압력의 하락으로 인해 코어가 중력 붕괴 (블랙홀 또는 중성자 별 형성)를 유발하고 내부 수축은 별의 외부 재료 껍질을 우주로 밀어 넣는 나가는 충격파를 만듭니다. II 형 Supernovas를 사용하여 "Progenitor"스타는 외부 껍질에 충분한 수소가 함유되어있어 초신성 충격파에 의해 이온화되어 불투명합니다. 그것은 비 이온화함에 따라 꾸준히 밝히고, 특징적인 100 일 고원이 밝기를 나타냅니다. IPTF14HLS의 스펙트럼에서 감지 된 수소와 철은 II-P의 스펙트럼과 정확히 일치했지만 Howell은“II-P는 30 일에 어떻게 보일지,이 이상한 사람은 300 일에 보인다”고 말했다. 전구체 별은 수백 일 동안 보이지 않는 수소 수준의 수소로 비정상적으로 거대했지만 여전히 신비한 밝게와 디밍 또는 폭발 물질의 어려운 속도를 설명하지는 않을 것입니다. 이것이 Composition에서 II 형 초신성처럼 보였지만 하나처럼 행동하지 않았습니다.
2016 년 9 월, Howell은 독일 Garching에서 열린 초신성 회의에서 Las Cumbres의 결과를 발표하여 원래 IPTF14HLS를 발견 한 중간 팔로마 과도 공장 스카이 조사를 도와주는 천문학자인 Peter Nugent를 포함한 청중에게 발표했습니다. Nugent와 다른 초신성 연구원들은 엄청나게 긴 초신성에 대한 세부 사항을 흡수했을 때 Woosley, Santa Cruz 이론가 및 기타 사람들이 개발 한 잘 알려진 이론을 생각했습니다. Woosley는 70 ~ 140 개의 태양 질량 범위의 초기 질량을 가진 별이 양자 현상으로 인해 양자 현상으로 인해 "맥동 쌍-인스티브 초신성"(PPISNS)이라는 단계적 폭발로 죽을 것이라고 가설을 세웠습니다. 이 거대한 별들은 코어-콜라 랩스를 겪지 않고 너무 뜨거워서 방사선이 자발적으로 전자-포시 트론 쌍으로 변환되는데, 계산은 제안합니다. 빛에서 물질로의 전환에서 방사선 압력이 손실되면, 별은 갑자기 수축합니다. 압축으로 인해 별의 외부 껍질에 연료가 발생하여 점화되면 수축이 반전되고 별이 폭발합니다. 그런 다음 계약을 멈추고 폭발합니다.
PPISNS는 이전에 명확하게 본 적이 없지만 이론가들은 다양한 방식으로 플레이 할 것이라고 믿는 반면, 항상 하나의 특징을 공유하는 반면, 별들은 며칠, 몇 달, 수십 년, 심지어 수천 년 동안 별이 불규칙하게 분출 될 것이며, 코어는 양자 쌍의 영향을 줄이기에 충분히 크기를 줄이기 전에 크기가 줄어들 기 전에, 결국에는 검은 균열로 붕괴되었다. (Woosley의 이론이 정확하다면, 그 범위에서 시작되는 별이 맥동 쌍-인스턴트 폭발을 통해 시작되는 별이 바뀌기 때문에 특정 질량 범위에 블랙홀이 없어야합니다. 천문학 자들은이 블랙홀의“질량 간격”을 찾고 있습니다. 별 주위의 잔해 구름과 미니 초신성 자체와 같습니다. 방출 된 껍질이 서로가 닿으면 폭발은 IPTF14HLS의 빛 시그니처에서와 같이 우리에게 일시적인 밝고 어두워지는 것으로 보입니다.
Garching에서 Nugent는 IPTF14HLS의 전구체 스타의 전구체 폭발의 증거에 대한 역사적 기록을 확인하려고 생각했습니다. 그는 Palomar Optical Sky Survey에서 자신이 디지털화되어 온라인으로 배치 된 것을 알고있는 오래된 사진 판의 방대한 아카이브를 검색했습니다. Palomar의 1993 년 설문 조사의 이미지에는 IPTF14HL의 징후가 없었으며 Nugent는 먼저 확인했습니다. 그러나 그는 1954 년 설문 조사에서 나이가 많고 거친 사진 판을 보았을 때 놀랍게도 그 위치에서 빛의 지점이 빛났다. 초신성은 드물며, 같은 작은 은하에서 수십 년 안에 두 개의 다른 거대한 별이 폭발 할 가능성이 얇습니다. Nugent는 사진 판의 디지털화 된 이미지에서 신호의 통계적 유의성을 추정하기가 어렵다고 말했다. “그러나 당신의 눈은 거짓말을하지 않습니다. 당신은 이것을보고‘좋아요, 정확히 제대로 보입니다.’
반복 분화는 IPTF14HLS가 실제로 아인슈타인의 e 를 통해 자발적인 양자 변환의 결과 인 맥동 쌍-인스턴스 성 초신성 일 수 있음을 시사합니다. = MC , 에너지에서 물질로, 그리고 다시 돌아옵니다. 그렇다면, 발견은 대담한 PPISN 가설을 증명하고 별 사망 분류의 주요 지점을 추가 할 것입니다. 그러나 Arcavi, Howell 및 그들의 Las Cumbres 동료들은 PPISN 아이디어를 논문에서 IPTF14HL에 대한 주요 설명으로 제공하지만 이론에는 문제가 없다. “우리가 자연에서 언급 한 설명 Arcavi는 현재 PPISN 이론을 언급하면서“우리는 여전히 알지 못합니다.”라고 Arcavi는 말했습니다.
우선, IPTF14HLS의 알려진 폭발 과정에서 방출 된 엄청난 에너지 (그리고 더 많았을 수도 있음)는 이미 쌍 인스턴스 성 메커니즘이 얼마나 많은 에너지가 소집 할 수 있는지에 대한 Woosley의 예측을 능가합니다. 이 이론은 또한 이상한 초신성 스펙트럼에서 상당한 수소를 설명하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 초기의 폭발은 별의 수소 봉투를 우주로 날려 버려야합니다. 수소의 기괴한 고속은 말할 것도 없습니다. (Woosley는 수소 측정을 설명하는 방법에 대한“개념”이 있다고 말합니다.)
PPISN 아이디어는 관찰과 완벽하게 일치하지는 않지만 연구자들이 이론을 개선해야한다는 것을 의미 할 수도 있습니다. 별은 매우 다른 방식으로 진화하며 모델과 예측을 계산적으로 요구하고 있습니다. 종종 이론가들은 2 차원의 별 조각의 컴퓨터 시뮬레이션 만 수행 할 수 있으며 신중하게 3 차원으로 외삽 할 수 있습니다. 그들은 ppisns의 에너지를 과소 평가하고있을 수 있습니다.
PPISN 이론에 대한 정황 증거의 한 부분은“난쟁이”은하에서 IPTF14HLS의 위치입니다. 이들은 주로 수소와 헬륨으로 구성되며 금속으로 알려진 무거운 가공 요소 중 일부를 포함합니다. 난쟁이 은하의 신선한 원료는 비옥 한 토양의 호박처럼 거대한 별을 형성 할 수 있습니다. 별은 맥동 쌍 인식에 의해 죽음에 필요한 질량 범위에 도달 할 수 있습니다. 연구원들은 초대형 초신성이 PPISN이 아니라 아직 상상되지 않은 것만하더라도, 우리와 같은 은하조차도 수소가 풍부하고 금속성이 적었을 때와 같은 물체와 같은 물체는 몇 년 전에 더 인구가 많았을 것입니다. Howell은“아마도 초기 우주에서는 훨씬 더 일반적 이었지만 지금은 다소 멸종되었습니다. “그래서 공룡이나 뭔가입니다.”
이제 IPTF14HLS가 발견되고 설명되었으므로 유사한 물체가 나타나기 시작할 수 있습니다. 그들의 특성은 PPISN이든 다른 것든 새로운 초신성 클래스를 점차적으로 정의 할 것입니다. LAS Cumbres Observatory의 글로벌 망원경 네트워크의 지속적인 모니터링은 초신성에 대한 시간적 관점을 열어 더 많은 놀라움을 줄일 수 있습니다.
결국, IPTF14HLS는 최근 몇 년 동안 유일한 이상한 초신성이 아닙니다. 천문학 자들은 또한 매우 밝은 소위“초강력”초신성을 발견했으며, 그 원인과 기원도 알려지지 않았습니다. Woosley는“그들 중 일부는 평범한 초신성보다 100 배나 더 밝은 곳에서 매우 빛나고 있습니다. “그래서 그들은 오래된 테마에 주름이 아닙니다. 그들은 짐승입니다.”
발견 후 천일 후, IPTF14HLS가 마침내 사라지고 있습니다. 그 빛은 최대 20 대의 피크 밝기로 약화되었습니다. 그러나 과학자들은 충격파가 스타의 초기 분화에서 재료 껍질을 넓히고 만나면서 상황이 다시 시작될 수 있다고 말했다. Nugent는“1954 년에 본 사람은 그 껍질에 들어가기까지 20 년이 더 걸릴 수 있습니다.
